玻璃的熔制及成型

玻璃的熔制过程玻璃是一种广泛应用于制造建筑材料、器皿、光学仪器、电子仪器等工业领域的无机非金属材料。

玻璃的基础原料主要是硅酸盐类物质，包括石英砂、长石、白云石等。

玻璃的制造涉及到多种工艺步骤，其中最主要的过程是熔制。

玻璃的熔制过程，一般分为两个阶段：玻璃原料熔融和玻璃成形。

1. 玻璃原料熔融玻璃原料熔融是制造玻璃的第一步。

首先要将玻璃原料送到炉中，然后在炉内进行高温熔化。

玻璃熔化的温度通常在1300-1600℃之间。

炉内的高温条件有助于熔化原料，并促进原料之间的充分混合。

玻璃熔化过程中，炉内的温度、炉膛的结构、炉膛的加热方式、气氛以及熔化时间等因素都对玻璃性质有很大的影响。

其中，炉温的控制是其中最为关键的一个因素。

炉温过低时，原料无法充分熔化，熔击出来的玻璃比较粗糙；而炉温过高时，虽然玻璃可以很快熔化，但却会使得玻璃成分中的气体难以释放，造成玻璃内部气泡增多，影响玻璃的质量。

同时，熔制过程中原料的混合也是影响玻璃质量的重要因素之一。

原料混合过程中必须注意保持物料配比的稳定，以确保每份原料的比例都是正确的，否则会影响玻璃性能的均匀性和稳定性。

2. 玻璃成形玻璃原料熔融后，需要将其通过成形工艺，将其变成需要的形状。

玻璃成形技术大致可以分为两大类，即自由成形技术和模压成形技术。

自由成形技术包括吹制、拉伸、浸涂等；模压成形技术包括平板压制、吹瓶、挤出等。

自由成形技术中的吹制是最常用的一种方法。

吹制工艺是先将玻璃熔液通过玻璃管或小片，吹成一个球体，然后在模具上加工形状，最后风冷固化。

玻璃吹制的工艺简单，成本低，成品形态多，应用非常广泛。

而模压成形技术，如平板压制、吹瓶、挤出等，则需要利用模具或挤压机来对玻璃进行成形。

这类制品比较规整且饱满，常常用于制备工艺精密的玻璃器具、仪器件等。

总之，玻璃熔制过程经历了玻璃原料熔融和玻璃成形两个阶段。

通过高温下的熔融，使玻璃原料混合均匀，在成型过程中呈现出所需的形态，从而制备成建筑材料、器皿、光学仪器、电子仪器等多种应用领域中的产品。

( 一 ) 硅酸盐的形成硅酸盐生成反应在很大程度上是在固体状态下进行的，配合料各组分在加热过程中经过了一系列的物理的、化学的和物理化学变化，结束了主要反应过程，大部分气态产物逸散，到这一阶段结束时配合料变成了由硅酸盐和剩余 SiO 2 组成的烧结物。

对普通钠钙硅玻璃而言，这一阶段在 800 ～900℃ 终结。

从加热反应看，其变化可归纳为以下几种类型：多晶转化：如 Na 2 SO 4 的多晶转变，斜方晶型 - 单斜晶型；盐类分解；如 CaCO 3 ——CaO+CO 2 ；生成低共熔混合物：如 Na 2 SO 4 -Na 2 CO 3 ；形成复盐：如 MgC0 3 +CaCO 3 —— MgCa(CO 3 ) 2 ；生成硅酸盐：如 CaO+SiO 2 —— CaSiO 3 ；排除结晶水和吸附水：如 Na 2 SO 4 ? 10H 2 O —— Na 2 SO 4 +10H 2 O 。

( 二 ) 玻璃的形成烧结物继续加热时，在硅酸盐形成阶段生成的硅酸钠、硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁及反应后剩余的 SiO 2开始熔融，它们间相互溶解和扩散，到这一阶段结束时烧结物变成了透明体，再无未起反应的配合料颗粒，在 1200 ～1250℃ 范围内完成玻璃形成过程。

但玻璃中还有大量气泡和条纹；因而玻璃液本身在化学组成上是不均匀的，玻璃性质也是不均匀的。

由于石英砂粒的溶解和扩散速度比之其他各种硅酸盐的溶扩散速度低得多，所以玻璃形成过程的速度实际上取决于石英砂粒的溶扩散速度。

石英砂粒的溶扩散过程分为两步，首先是砂粒表面发生溶解，而后溶解的 SiO 2 向外扩散。

这两者的速度是不同的，其中扩散速度最慢，所以玻璃的形成速度实际上取决于石英砂粒的扩散速度。

由此可知，玻璃形成速度与下列因素有关：玻璃成分、石英颗粒直径以及熔化温度。

除 SiO 2 与各硅酸盐之间的相互扩散外，各硅酸盐之间也相互扩散，后者的扩散有利于 SiO 2 的扩散。

3.1 玻璃熔制工艺原理☐玻璃熔制的五个阶段☐（1）硅酸盐形成阶段☐800～1000℃进行；最后变成由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物；硅酸盐形成速度取决于配合料性质和加料方式。

☐（2）玻璃形成阶段☐1200 ~1300 ℃左右进行；☐硅酸盐和石英砂粒完全溶解于熔融体中，成为含大量可见气泡、条纹、在温度上和化学成分上不够均匀的透明的玻璃液。

☐（3）玻璃液澄清阶段☐1400～1500℃进行；☐气体因玻璃液黏度降低而大量逸出，直到气泡全部排出。

☐（4）玻璃液均化阶段☐此阶段结束时的温度略低于澄清温度；☐当玻璃液长时间处于高温下，由于对流、扩散、溶解等作用，玻璃液中的条纹逐渐消除，化学组成和温度逐渐趋向均一。

☐（4）玻璃液均化阶段☐此阶段结束时的温度略低于澄清温度；☐当玻璃液长时间处于高温下，由于对流、扩散、溶解等作用，玻璃液中的条纹逐渐消除，化学组成和温度逐渐趋向均一。

3.1.1 配合料的熔化(1)配合料的加热及初熔(2)各种反应简介多晶转变盐类分解水分的逸出(3)成分的挥发R2O的挥发由纯碱引入时:引入量×0.032%由芒硝引入时:引入量×0.06% ☐另外要考虑氧化铈、煤粉的挥发量。

☐（4）影响配合料熔化的因素☐熔化温度：温度每升高10℃，反应速度增加☐10%；☐原料的形式：颗粒度的搭配、加料方式；☐原料的易熔性：助熔剂的多少、原料的活性；3.1.2 玻璃的形成☐(1)玻璃的形成过程☐玻璃的形成过程的速度取决于石英颗粒的熔解和扩散速度。

☐助溶剂的多少（熔化速度）；☐熔体的黏度（扩散速度）；☐熔体温度（熔化速度）；☐石英颗粒（熔解快慢）。

3.1.3 澄清☐(1)目的☐消除玻璃液中的气泡☐(2)玻璃液中的气泡形态和种类☐形态：可见气泡、溶解气泡、化学结合的气☐体。

还有熔体表面上的气体。

☐种类：CO2、SO2、SO3、N2、O2、H2O、H2☐(3) 排泡与去气☐澄清是排出玻璃液中的可见气泡；☐去气是全部排除玻璃液中的气体，包括化学结合的气体。

玻璃生产工艺玻璃是一种重要的建筑材料和工业原料，其生产工艺经过多年的发展和改进，已经相当成熟和高效。

本文将介绍玻璃的生产工艺，包括原料准备、熔制、成型、调质和包装等环节。

首先是原料准备。

玻璃的主要原料是石英砂、碳酸钠和石灰石等，这些原料经过粉碎、筛分和配料混合后，得到均匀的原料混合物。

原料质量的稳定与否，直接影响着玻璃的质量。

接下来是熔制环节。

将原料混合物投入玻璃窑中，加热到高温条件下。

在窑内的高温下，原料逐渐熔化并混合，形成玻璃熔体。

熔化温度一般在1500摄氏度左右，不同的玻璃种类所需的熔化温度也有所不同。

然后是成型过程。

玻璃熔体经过熔化后，可以分为两种成型方法：一种是通过浸入法，即将熔融玻璃浸入液体中，使其成型为液体中的玻璃流；另一种是通过剪切法，即利用切割工具，将熔融玻璃切割成所需形状。

浸入法主要用于较大的玻璃板和玻璃窗的生产，而剪切法主要用于玻璃容器和玻璃器皿的生产。

调质是保证玻璃质量的重要环节。

调质包括退火和快速冷却两个步骤。

退火是指将成型后的玻璃加热到一定温度，并使其缓慢冷却，以减少内部应力和提高玻璃的强度和透明度。

快速冷却则是通过将玻璃迅速放入冷水中，使其快速冷却，从而使玻璃表面形成较高的压缩应力，提高玻璃的强度和硬度。

最后是包装环节。

成品玻璃经过质量检验后，需要进行包装，以便储存和运输。

常见的玻璃包装方式包括木箱、纸板包装和海绵垫等。

在包装过程中，需要注意避免玻璃的碰撞和损坏，以保证产品的完好性。

总结而言，玻璃的生产工艺经过原料准备、熔制、成型、调质和包装等环节，每一个环节都是保证玻璃质量的重要组成部分。

随着科技的发展和工艺的改进，玻璃的生产工艺也在不断进步，以提高产能、降低能耗和环境污染，并且不断满足市场需求的多样化趋势。

《玻璃是怎样炼成的》总结
玻璃是怎样炼成的总结
玻璃是一种常见的无机非晶固体材料，它由多种原料经过特定
工艺加工而成。

本文总结了玻璃炼成的基本过程和一些原料的应用。

1. 基本过程：
玻璃的炼成过程主要包括以下几个步骤：
- 配制原料：根据玻璃的种类和所需的性质，选择和配制适当
的原料，如二氧化硅、碳酸钠等。

- 熔化：将配制好的原料放入高温熔炉中，加热至高温使其熔
化成液态。

- 成型：将熔化好的玻璃液通过成型工艺，如浇铸、注塑等，
使其得到所需的形状。

- 热处理：对成型后的玻璃制品进行加热处理，使其内部结构
稳定，并消除应力。

- 表面处理：对玻璃制品表面进行加工处理，如抛光、喷砂等，以改善其光洁度和观感。

2. 原料的应用：
- 二氧化硅：是制作玻璃的主要原料之一，具有良好的化学稳定性和耐高温性。

- 碳酸钠：是常见的玻璃网络形成剂，用于调节玻璃的熔点和粘度。

- 石英砂：含有高纯度二氧化硅，常用于制造光学玻璃和光纤等高精度产品。

- 氧化金属：如氧化钛、氧化铁等，被用于调节玻璃的颜色和光学性能。

总之，玻璃的炼成包括原料的配制、熔化、成型、热处理和表面处理等环节。

不同的玻璃种类和性质需要不同的原料和工艺来制作，以满足不同的应用需求。

玻璃的熔制过程通常分为以下五个主要阶段，每个阶段对最终玻璃质量起着至关重要的作用：
1. 原料准备
•玻璃熔制的原料主要包括硅砂（SiO2）、碱金属氧化物（如Na2O）和助熔剂（如CaO）。

原料需要经过筛分、混合、干燥等处理，确保原料均
匀并去除杂质。

通常还会加入碎玻璃（废玻璃），帮助提高熔化效率。

2. 熔化
•在熔窑中，混合好的原料在高温（1300-1500℃）下加热熔化，形成均匀的液态玻璃。

熔化过程需要较长时间，以确保所有成分充分反应，减少
气泡和夹杂物。

这一阶段至关重要，决定了玻璃的基本性质。

3. 澄清
•在熔化完成后，玻璃液需要经过澄清阶段。

此时，熔融玻璃中的气泡和未完全溶解的固体颗粒会逐渐上升并排出。

通常会通过提高温度或使用
澄清剂（如硝酸钾或硝酸钠）来加速气泡的消除。

4. 均化
•在气泡排除后，玻璃液需要均化，即通过搅拌或控制温度，使玻璃液中的各成分分布更加均匀，确保不同区域的化学成分和物理性质一致。

这
一过程能够防止玻璃内部出现成分不均或结构缺陷。

5. 成形与退火
•成形：玻璃液冷却至适当温度后，会进行成形，常见的成形方法包括浮法（用于生产平板玻璃）、吹制法（用于生产瓶子、玻璃器皿）等。

•退火：成形后的玻璃需要经过退火炉进行缓慢冷却。

退火过程可以缓解玻璃内部的应力，防止玻璃在冷却过程中因热应力而开裂。

这五个阶段共同作用，确保玻璃的结构完整性、透明度和机械性能。

玻璃生产工艺流程介绍玻璃的生产工艺包括：配料、熔制、成形、退火等工序。

分别介绍如下：1．配料，按照设计好的料方单，将各种原料称量后在一混料机内混合均匀。

玻璃的主要原料有：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等。

2．熔制，将配好的原料经过高温加热，形成均匀的无气泡的玻璃液。

这是一个很复杂的物理、化学反应过程。

玻璃的熔制在熔窑内进行。

熔窑主要有两种类型：一种是坩埚窑，玻璃料盛在坩埚内，在坩埚外面加热。

小的坩埚窑只放一个坩埚，大的可多到20个坩埚。

坩埚窑是间隙式生产的，现在仅有光学玻璃和颜色玻璃采用坩埚窑生产。

另一种是池窑，玻璃料在窑池内熔制，明火在玻璃液面上部加热。

玻璃的熔制温度大多在1300~1600゜C。

大多数用火焰加热，也有少量用电流加热的，称为电熔窑。

现在，池窑都是连续生产的，小的池窑可以是几个米，大的可以大到400多米。

3．成形，是将熔制好的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品。

成形必须在一定温度范围内才能进行，这是一个冷却过程，玻璃首先由粘性液态转变为可塑态，再转变成脆性固态。

成形方法可分为人工成形和机械成形两大类。

A．人工成形。

又有（1）吹制，用一根镍铬合金吹管，挑一团玻璃在模具中边转边吹。

主要用来成形玻璃泡、瓶、球（划眼镜片用）等。

（2）拉制，在吹成小泡后，另一工人用顶盘粘住，二人边吹边拉主要用来制造玻璃管或棒。

（3）压制，挑一团玻璃，用剪刀剪下使它掉入凹模中，再用凸模一压。

主要用来成形杯、盘等。

（4）自由成形，挑料后用钳子、剪刀、镊子等工具直接制成工艺品。

B．机械成形。

因为人工成形劳动强度大，温度高，条件差，所以，除自由成形外，大部分已被机械成形所取代。

机械成形除了压制、吹制、拉制外，还有（1）压延法，用来生产厚的平板玻璃、刻花玻璃、夹金属丝玻璃等。

（2）浇铸法，生产光学玻璃。

（3）离心浇铸法，用于制造大直径的玻璃管、器皿和大容量的反应锅。

这是将玻璃熔体注入高速旋转的模子中，由于离心力使玻璃紧贴到模子壁上，旋转继续进行直到玻璃硬化为止。